Odpowiedź

W Rust nie ma klasycznego Garbage Collectora, dlatego do zarządzania własnością skomplikowanych struktur wykorzystuje się wskaźniki inteligentne (smart pointers). Najczęściej używane to:

• Box<T> — alokuje pamięć dla obiektu na stercie i przekazuje jej własność. Używane w przypadkach, gdy rozmiar danych nie jest znany w czasie kompilacji lub gdy wymagany jest przenaszalny, ale unikalny zasób.

• Rc<T> (Reference Counted) — zliczanie referencji, pozwala kilku zmiennym „dzielić” własność niezmiennych danych (tylko w kontekście jednowątkowym).

• Arc<T> (Atomic Reference Counted) — również implementuje zliczanie referencji, ale atomowe; zastosowanie dopuszczalne w programach wielowątkowych.

• RefCell<T> — zapewnia "wewnętrzną mutowalność" własności w czasie wykonywania, pozwalając na zmianę zawartości nawet przez niezmienny wskaźnik, ale tylko w jednym wątku (nie jest bezpieczne dla wątków!).

Przykład:

use std::rc::Rc;
let a = Rc::new(vec![1,2,3]);
let b = Rc::clone(&a);
// Teraz zarówno a, jak i b są właścicielami tych samych danych

Pytanie z podchwytliwością

Czy można używać Rc<T> w kodzie wielowątkowym, jeśli wszystkie wątki tylko odczytują dane? Wyjaśnij.

Odpowiedź: Nie, nie można! Mimo że Rc<T> pozwala tylko na niezmienny dostęp do danych, sam kontener Rc<T> nie jest bezpieczny dla wątków, ponieważ wewnętrzna liczba referencji nie jest chroniona przed wyścigami danych. Do tego służy Arc<T> — jego wewnętrzny licznik jest bezpieczny dla wątków.

Przykład:

// Następujący kod nie skompiluje się!
use std::thread;
use std::rc::Rc;
let five = Rc::new(5);
for _ in 0..10 {
    let five = Rc::clone(&five);
    thread::spawn(move || {
        println!("{}", five);
    });
}

Przykłady rzeczywistych błędów z powodu niewiedzy o szczegółach tematu

---

Historia

Próbowali użyć Rc<T> do dzielenia się pamięcią podręczną między wątkami, aby przyspieszyć usługę internetową. Po wdrożeniu pojawiły się dziwne awarie i uszkodzone dane. Po dochodzeniu okazało się, że Rc nie jest bezpieczny dla wątków, a licznik referencji został uszkodzony. Rozwiązanie: zamiana na Arc<T>.

Historia

W aplikacji desktopowej duże drzewo obiektów przechowywano w Box<T>, ale nie uwzględniono, że kilka części UI musi dzielić własność danych. Doprowadziło to do błędów kompilacji. Rozwiązaniem było użycie Rc<T> do dzielenia dostępu.

Historia

W module logiki biznesowej używano RefCell<T> do organizacji mutowalnego dostępu do danych, które również były przekazywane przez Arc<T> między wątkami. Ale próba połączenia RefCell<T> i Arc<T> doprowadziła do wyścigów i paniki podczas wykonywania. W przypadku wersji bezpiecznej dla wątków należało użyć Mutex<T> lub RwLock<T> zamiast RefCell<T>.